(57)【要約】【課題】  多波長のレーザ光を共通に通すコリメータレンズと対物レンズから成る光学系を収納した光ピックアップにより各波長に最適な光学倍率を設定すること。【解決手段】  ３波長コリメータレンズと、倍率変換素子と、３波長対応対物レンズを有する光路に、倍率変換素子４を迂回するためのビームスプリッタ、一対のミラー、ビームスプリッタから成る迂回光路を設け、レーザ光が４０７ｎｍの波長であれば、当該レーザ光を倍率変換素子に通す光路に通して光路の光学倍率を１２倍とし、６５０ｎｍの波長であれば、当該レーザ光を迂回光路に通して光路の光学倍率を５倍とする。このため、多波長のレーザ光を共通に通すコリメータレンズと対物レンズから成る光学系を収納した光ピックアップにより、各波長に最適な光学倍率を自在に設定することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射するレーザ光を概略平行光とするコリメータレンズと、前記概略平行光となったレーザ光を入射して記録媒体に集光する対物レンズとを有する光学系を収納した光ピックアップであって、
波長の異なる複数のレーザ光を出射する光源と、
前記コリメータレンズと対物レンズ間の光路に配置される倍率変換素子と、
前記倍率変換素子を迂回する迂回光路と、
前記レーザ光に応じて、当該レーザ光を前記倍率変換素子を通す光路に通すか或いは前記迂回光路に通すかを選択する光路選択手段と、
を具備することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記レーザ光が４００〜４１５ｎｍであり、この波長のレーザ光により前記記録媒体を記録再生する場合で前記倍率変換素子の倍率が１より大きい場合、前記光路選択手段は当該レーザ光を前記倍率変換素子に通すように光路を選択し、前記倍率変換素子の倍率が１より小さい場合は当該レーザ光を前記迂回光路に通すように光路を選択することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記レーザ光が６３０〜６７０ｎｍであり、この波長のレーザ光により前記記録媒体を記録再生する場合で前記倍率変換素子の倍率が１より大きい場合、前記光路選択手段は当該レーザ光を前記迂回光路に通すように光路を選択し、前記倍率変換素子の倍率が１より小さい場合は前記倍率変換素子に通すように光路を選択することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記レーザ光が７６０〜８００ｎｍであり、この波長のレーザ光により前記記録媒体を記録再生する場合で前記倍率変換素子の倍率が１より大きい場合、前記光路選択手段は当該レーザ光を前記迂回光路に通すように光路を選択し、前記倍率変換素子の倍率が１より小さい場合は前記倍率変換素子に通すように光路を選択することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記光路選択手段は前記迂回光路の入り口と出口に設けられた２個のビームスプリッタであることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記倍率変換素子は、１群２枚エキスパンダーレンズ、２群２枚エキスパンダーレンズ、或いは、２群３枚エキスパンダーレンズのいずれか一つであることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項７】
前記レーザ光は２波長用レーザダイオード或いは３波長用レーザダイオードから出射されることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記光路選択手段は、波長選択性を有するビームスプリッタを備え、入射されるレーザ光の波長に応じて透過または反射を行うことにより光路を選択することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項９】
前記光路選択手段は、偏光ビームスプリッタを備え、入射されるレーザ光の偏光方向に応じて透過または反射を行うことにより光路を選択することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項１０】
光ピックアップよりレーザ光をディスクに集光すると共に、そのディスクからの反射光を前記光ピックアップにより受光してデータを記録再生する光ディスク装置であって、
前記光ピックアップは、
波長の異なる複数のレーザ光を出射する光源と、
前記光源から出射されたレーザ光を概略平行光とするコリメータレンズと、
前記概略平行光となったレーザ光を入射して記録媒体に集光する対物レンズと、
前記コリメータレンズと対物レンズ間の光路に配置される倍率変換素子と、
前記倍率変換素子を迂回する迂回光路と、
前記レーザ光に応じて、当該レーザ光を前記倍率変換素子に通す光路に通すか或いは、前記迂回光路に通すかを選択する光路選択手段と、
を具備することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１１】
前記光源から出射されるレーザ光の波長は、４００〜４１５ｎｍ、６３０〜６７０ｎｍ或いは７６０〜８００ｎｍであることを特徴とする請求項１０記載の光ディスク装置。
【請求項１２】
前記光路選択手段は、波長選択性を有するビームスプリッタを備え、入射されるレーザ光の波長に応じて透過または反射を行うことにより光路を選択することを特徴とする請求項１０記載の光ディスク装置。
【請求項１３】
前記光路選択手段は、偏光ビームスプリッタを備え、入射されるレーザ光の偏光方向に応じて透過または反射を行うことにより光路を選択することを特徴とする請求項１０記載の光ディスク装置。
【請求項１４】
波長の異なる複数のレーザ光を出射する光源から出射されたレーザ光を光記録媒体に照射する光学系路の光学倍率を光源から出射されるレーザ光に応じて調整する光学倍率調整方法において、
光源から出射されたレーザー光を平行光にするステップと、
平行光とされたレーザー光の種類に応じて２つの光路の何れかに分別するステップと、
レーザ光が一方の光路を通るように分別された場合には倍率を変換するステップと、
前記２つの光路の何れかに分別されたレーザー光を光記録媒体に向けて集光するステップと、
を有することを特徴とする光学倍率調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）及びＢＤ（Blu-ray Disc）等の複数種類の光ディスクを記録再生可能な光ピックアップ及び光ディスク装置に係り、特に、記録再生するディスクに対応したレーザ光の最適光学倍率に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、映像情報や音楽情報を記録再生するＣＤ（Compact Disc: 以下ＣＤ）やＤＶＤ  （Digital Versatile Disc：以下ＤＶＤ）が普及し、ＣＤやＤＶＤの互換ピックアップも開発されているが（特許文献１参照）、さらなる記録密度の向上及び大容量化の要求に応えるため、青色波長域の波長４０７ｎｍのレーザ光を用いるＢＤ（ブルーレイディスク  （Blu-ray Disc）：以下ＢＤ）などの高密度光ディスクが登場してきた。
【０００３】
これに伴い、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤのように３種類のディスクを記録再生する光ディスク装置が開発されている。このような光ディスク装置では、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤを記録再生するために波長が７８０、６５０、４０７ｎｍのレーザ光を用いる。その際、ディスクにレーザ光を集光すると共にその反射光を受光する対物レンズを含む光学系は、上記３種類のレーザ光に対して共通である方が光学系が簡素になり、光ピックアップの小型軽量化に寄与することができる。
【０００４】
ところで、上記のような３波長用のレーザダイオード（ＬＤ）から出射されるレーザ光は波長が４０７、６５０、７８０ｎｍと異なると共に、レーザの発散（放射）角、出射パワーなどが異なること、対物レンズに入射する光の強度分布の最適な状態が異なることなどにより、それぞれのディスクにレーザ光を集光させる際の最適な光学倍率（往路の光学倍率）が異なっており、ＢＤは１０から１２倍、ＤＶＤは５倍、ＣＤは４倍くらいである。但し、以降、単に光学倍率と称するが、往路の光学倍率のことである。
【０００５】
図９はレーザ光を集光させる際の光学倍率を決定する光学系を示したブロック図である。レーザダイオード９１から出射したレーザ光はコリメータレンズ９２により概略平行光になり、このレーザ光が対物レンズ９３によりディスク９４に集光される。このような光学系の光学倍率βは対物レンズ９３の焦点距離をｆ１とし、コリメータレンズ９２の焦点距離をｆ２とした時、β＝ｆ２／ｆ１…（１）で表される。
【０００６】
ここで、レーザダイオード９１からディスク９４の信号面の往路光学倍率（コリメータレンズ９２の焦点距離と対物レンズ９３の焦点距離との比）が１波長に対して最適化されると、他の波長に関しては倍率の自由度がないため最適値からずれてしまう。その結果、他の波長での記録再生特性が劣化してしまう。
【０００７】
この問題を解決するためにはコリメータレンズ９２の焦点距離か、対物レンズ９３の焦点距離を可変にする方法が必要で、次の２通りが考えられる。（１）レーザーダイオードＬＤ発光点が異なる場合、レーザーダイオードＬＤの発光点が独立していれば、それぞれのレーザーダイオードＬＤとコリメータレンズ９２の間に倍率調整用のカップリングレンズを配置し、このカップリングレンズとコリメータレンズの合成焦点距離を調整する方法。（２）波長ごとに別々の対物レンズを配置する場合、対物レンズ手前の光路で波長ごとに分岐して対物レンズを複数用い、対物レンズの焦点距離を調整する方法。
【特許文献１】特開平１０−１９９０２６号公報  （第３−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記（１）の方法ではレーザーダイオードＬＤの発光点がほぼ同じ位置に配置される場合は、レーザーダイオードＬＤとコリメータレンズ間も共通光路であるために波長ごとに対応したカップリングレンズを配置することは不可能である。また（２）の方法では、対物レンズをひとつにして小型化、コストダウンを図ることができない。
【０００９】
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、多波長のレーザ光を共通に通すコリメータレンズと対物レンズから成る光学系により各波長に最適な光学倍率を大型化やコストアップすることなく設定することができる光学倍率調整方法、この方法を用いた光ピックアップ及びこの光ピックアップを用いた光ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するため、入射するレーザ光を概略平行光とするコリメータレンズと、前記概略平行光となったレーザ光を入射して記録媒体に集光する対物レンズとを有する光学系を収納した光ピックアップであって、波長の異なる複数のレーザ光を出射する光源と、前記コリメータレンズと対物レンズ間の光路に配置される倍率変換素子と、前記倍率変換素子を迂回する迂回光路と、前記レーザ光の波長に応じて、当該レーザ光を前記倍率変換素子に通す光路に通すか或いは前記迂回光路に通すかを選択する光路選択手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、光ピックアップよりレーザ光をディスクに集光すると共に、そのディスクからの反射光を前記光ピックアップにより受光してデータを記録再生する光ディスク装置であって、前記光ピックアップは、波長の異なる複数のレーザ光を出射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光を概略平行光とするコリメータレンズと、前記概略平行光となったレーザ光を入射して記録媒体に集光する対物レンズと、前記コリメータレンズと対物レンズ間の光路に配置される倍率変換素子と、前記倍率変換素子を迂回する迂回光路と、前記レーザ光に応じて、当該レーザ光を前記倍率変換素子に通す光路に通すか或いは、前記迂回光路に通すかを選択する光路選択手段とを具備することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、波長の異なる複数のレーザ光を出射する光源から出射されたレーザ光を光記録媒体に照射する光学系路の光学倍率を光源から出射されるレーザ光に応じて調整する光学倍率調整方法において、光源から出射されたレーザー光を平行光にするステップと、平行光とされたレーザー光の種類に応じて２つの光路の何れかに分別するステップと、レーザ光が一方の光路を通るように分別された場合には倍率を変換するステップと、前記２つの光路の何れかに分別されたレーザー光を光記録媒体に向けて集光するステップとを有することを特徴とする。
【００１３】
このように本発明では、複数の異なる波長のレーザ光が共通のコリメータレンズと対物レンズとから成る光学系を通して、ＢＤ，ＤＶＤ，ＣＤなどの複数の記録媒体を記録再生する場合、コリメータレンズと対物レンズ間の光路に設けた倍率変換素子にレーザ光を通すか或いはこれを迂回させる迂回光路に通すかをレーザに応じて選択することにより、多波長のレーザ光を共通に通すコリメータレンズと対物レンズから成る光学系により各波長に最適な光学倍率を大型化やコストアップすることなく設定することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の異なる波長のレーザ光が共通のコリメータレンズと対物レンズとから成る光学系を通してＢＤ，ＤＶＤ，ＣＤなどの複数の記録媒体を記録再生する場合、コリメータレンズと対物レンズ間の光路に設けた倍率変換素子にレーザ光を通すか或いはこれを迂回させる迂回光路に通すかをレーザの波長に応じて選択することにより、波長の異なる複数のレーザ光に対して共通のコリメータレンズと対物レンズから成る光学系によりそれぞれの波長に最適な光学倍率を簡単な構成で設定することができ、ＢＤ，ＤＶＤ，ＣＤなどの複数の記録媒体をひとつの光ピックアップで高品質に記録再生することができる。
また、上記光学系は倍率変換素子などの安価な部品が付加されるだけなので、光ピックアップを小型軽量とすることができ且つ高価にすることなく、上記効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
波長の異なる複数のレーザ光を共通に通すコリメータレンズと対物レンズから成る光学系により各波長のレーザ光に最適な光学倍率を大型化やコストアップすることなく設定する目的を、コリメータレンズと対物レンズ間の光路に設けた倍率変換素子にレーザ光を通すか或いは、これを迂回させる迂回光路に通すかをレーザの波長に応じて選択することによって実現することができる。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。光ピックアップの光学系は、３つの波長の異なるレーザ光を出射する３波長レーザダイオード（ＬＤ）１、３波長レーザダイオード１によって出射された３つの異なる波長をそれぞれ概略平行光とするコリメータレンズ２、第１のビームスプリッタ３、倍率変換素子４、第２のビームスプリッタ５、３波長対応対物レンズ６、ミラー７、８、光ディスク１００によって反射されたレーザ光を３波長レーザダイオード１から光ディスク１００に向かう光路から分離する第３のビームスプリッタ２０、この第３のビームスプリッタ２０によって分離されたレーザ光を受光する光検出器２５を有して構成される。ここで、ミラー７、８はレーザ光が倍率変換素子４を通過しないで済ますための迂回光路を形成している。
【００１７】
次に本実施の形態の動作について説明する。まず、光ディスク１００がＢＤの場合は、３波長レーザダイオード１からＢＤ用の波長４０７ｎｍのレーザ光が出射される。このレーザ光は第３のビームスプリッタ２０を通過してコリメータレンズ２により概略平行光になり、それが第１のビームスプリッタ３を通過して倍率変換素子４に入射される。倍率変換素子４でビーム径が拡大されたレーザ光は、第２のビームスプリッタ５を通して３波長対応対物レンズ６に入射され、この３波長対応対物レンズ６により光ディスク１００に集光される。その時の光ディスク１００からの反射光は３波長対応対物レンズ６に入射されて概略平行光になって第２のビームスプリッタ５を通過し、倍率変換素子４によりビーム径が縮小されてから第１のビームスプリッタ３とコリメータレンズ２を通過し、第３のビームスプリッタ２０に入射し、第３のビームスプリッタ２０に設けられた膜２１で反射して光路が９０度変更され、信号検出器２５に入射される。
【００１８】
この場合は光路に倍率変換素子４があるため、コリメータレンズ２の焦点距離をｆ２とし、３波長対応対物レンズ６の焦点距離をｆ１、光学倍率をβ、倍率変換素子４の倍率をＫとした場合、β＝Ｋ・ｆ２／ｆ１…（２）で表される。
【００１９】
この場合、倍率変換素子４の倍率Ｋが１より大きければ、上記のように入射されるレーザ光のビーム径を大きくして３波長対応対物レンズ６との合成焦点距離を変更して合成焦点距離を短くする。従って、（２）式より倍率変換素子４の作用で光学倍率βは大きくなり、例えば１２倍にすることができる。
【００２０】
光ディスク１００がＤＶＤの場合は、３波長レーザダイオード１からＤＶＤ用の波長６５０ｎｍのレーザ光が出射される。このレーザ光は第３のビームスプリッタ２０を通過してコリメータレンズ２により概略平行光になり、それが第１のビームスプリッタ３の膜３１により反射されて光路が９０度変更され、ミラー７に入射され、このミラー７により光路が９０度変更されてミラー８に入射され、このミラー８によりさらに光路が９０度変更されて第２のビームスプリッタ５に入射される。第２のビームスプリッタ５に入射されたレーザ光は第２のビームスプリッタ５の膜５１により光路が９０度変更され、３波長対応対物レンズ６に入射され、この３波長対応対物レンズ６により光ディスク１００に集光される。その時の光ディスク１００からの反射光は３波長対応対物レンズ６に入射されて概略平行光になって第２のビームスプリッタ５に入射され、膜５１により光路が９０度変更されてミラー８に入射され、ここで光路が９０度変更されてミラー７に入射され、さらにミラー７により光路が９０度変更されて第１のビームスプリッタ３に入射しその膜３１で反射してコリメータレンズ２を通過する。そして第３のビームスプリッタ２０に入射し、その膜２１で反射して光路が９０度変更され、信号検出器２５に入射される。
ここで、第１のビームスプリッタ、第２のビームスプリッタはそれぞれＢＤ用の波長４０７ｎｍのレーザ光は透過し、ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍのレーザ光は反射するように入射されるレーザ光の波長に応じてレーザ光を透過または反射するように膜３１、５１が設計されている。
【００２１】
即ち、３波長レーザダイオード１からＤＶＤ用の波長６５０ｎｍのレーザ光が出射された場合は、レーザ光（光ディスク１００からの反射光も含む）を第１のビームスプリッタ３、ミラー７、８、第２のビームスプリッタ５により形成される迂回光路に通すため倍率変換素子４を通らないことにより、その光学倍率βは、β＝ｆ２／ｆ１…（３）となり、Ｋ＞１であれば、前述した倍率変換素子４を通る場合の（２）式で示した光学倍率βに比べて小さくなり、例えば５倍とすることができる。
【００２２】
ここで、倍率変換素子４としては、図１で示したような１群２枚のエキスパンダーレンズ、図２に示すような２群２枚のエキスパンダーレンズ、図３に示すような２群３枚のエキスパンダーレンズなどを用いることができる。
【００２３】
また、図示していないが３波長レーザダイオード１からＣＤ用の波長７８０ｎｍのレーザ光が出射されている場合も、レーザ光（光ディスク１００からの反射光も含む）を第１のビームスプリッタ３、ミラー７、８、第２のビームスプリッタ５により形成される迂回光路を通るように第１、第２のビームスプリッタ３、５の膜３１、５１を設計しておけば、光学倍率βは（３）式の通りで、例えば５倍であるが、ＣＤを記録再生する場合の最適光学倍率は４倍程度であり、余り変わらないので、記録再生特性が悪化することはほとんどない。
【００２４】
本実施の形態によれば、ＢＤとＤＶＤとＣＤの３波長のレーザ光で共用する３波長コリメータレンズ２と、３波長対応対物レンズ６を有する光路において、レーザ光の波長に応じて、レーザ光を倍率変換素子４を通過する光路に通すか或いは、倍率変換素子４を迂回する迂回光路に通すかのいずれかにすることにより、光学倍率を記録再生するディスクの種類に最適な値に自在に変更することができ、ディスクの種類に拘らず高品質の記録再生を行うことができる。
【００２５】
また、倍率変換素子４として１群２枚エキスパンダーレンズと２群３枚エキスパンダーレンズを用いれば、この倍率変換素子４を通過する光路については光学系の色収差を補正する効果を得ることもできる。
【実施例２】
【００２６】
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。但し、第１の実施の形態と同様の部分には同一符号を付して説明する。光ピックアップの光学系は、３波長レーザダイオード（ＬＤ）１、３波長コリメータレンズ２、第１のビームスプリッタ３、倍率変換素子９、第２のビームスプリッタ５、３波長対応対物レンズ６、ミラー７、８、光ディスク１００によって反射されたレーザ光を３波長レーザダイオード１によって出射されて光ディスク１００に向かう光路から分離する第３のビームスプリッタ２０、この第３のビームスプリッタ２０によって分離された光ディスク１００によって反射されたレーザ光を受光する光検出器２５を有して構成され、ミラー７、８は倍率変換素子９を通過しないで済ますための迂回光路を形成している。
【００２７】
次に本実施の形態の動作について説明する。この場合の倍率変換素子９はＫ＜１のものを用い、ＢＤ用の波長４０７ｎｍのレーザ光が出射されている場合は第１のビームスプリッタ３、ミラー７、８、第２のビームスプリッタ５により形成される迂回光路を通し、一方、ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍのレーザ光が出射されている場合は第１のビームスプリッタ３、倍率変換素子９、第２のビームスプリッタ５からなる光路を通すように、第１、第２のビームスプリッタ３、５の膜３１、５１を設計する。
【００２８】
本実施の形態においても、倍率変換素子９を迂回する場合の光路の光学倍率βは（３）式で表され、倍率変換素子９を通る場合の光路の光学倍率βは（２）式で表される。そこで、４０７ｎｍのレーザ光が倍率変換素子９を迂回する場合の光学倍率βを例えば１２になるように設定すると、６５０ｎｍのレーザ光が倍率変換素子９を通る際に倍率変換素子９の倍率Ｋが１より小さいため、（２）式より光学倍率βは小さくなり，例えば５にすることができる。この場合も、ＣＤ用の波長７８０ｎｍのレーザ光が出射されている場合は第１の実施の形態と同様の理由で倍率変換素子９を通る光路を用いるものとする。
【００２９】
本実施の形態によれば、ＢＤを記録再生する時は倍率変換素子９を迂回する迂回光路を用い、ＤＶＤを記録再生する時は倍率変換素子９を通る光路を用いるように第１、第２のビームスプリッタ３、５により選択することにより、第１の実施の形態と同様の効果を有する。
【実施例３】
【００３０】
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。但し、第１の実施の形態と同様の部分には同一符号を付して説明する。光ピックアップの光学系は、３波長レーザダイオード（ＬＤ）１１０、３波長コリメータレンズ２、偏光ビームスプリッタ１３０、倍率変換素子４、ビームスプリッタ１５０、３波長対応対物レンズ６、ミラー７、８、及び１／４波長板４０を有して構成され、ミラー７、８は倍率変換素子４を通過しないで済ますための迂回光路を形成している。
ここで、３波長レーザダイオード（ＬＤ）１１０は、図７に示すように、波長が４０７ｎｍのレーザ光を出射する発光点３１０を有するレーザーチップ３００と、波長が６５０ｎｍのレーザ光と波長が７８０ｎｍのレーザ光とを出射する発光点４１０，４２０をそれぞれ設けたレーザーチップ４００とを９０度向きを変えて１つのパッケージ１１１の中に配置して構成される。そしてこの構成によって、ＢＤ用の波長４０７ｎｍのレーザ光は所定の偏光方向を有し、ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍのレーザ光とＣＤ用の波長７８０ｎｍのレーザ光は所定の偏光方向に対して直交する偏光方向を有するレーザ光をそれぞれ出射する。
【００３１】
偏光ビームスプリッタ１３０は所定の偏光方向の光を通過し、この偏光方向と直交する偏光方向の光を反射するように膜１３１が設定された偏光素子である。偏光ビームスプリッタ１３０は１／４波長板４０と組み合わせることで３波長レーザダイオード（ＬＤ）１１０から入射されたレーザ光が所定の偏光方向の場合は透過し、そのレーザ光が光ディスク１００で反射されて入射された場合は反射するように設定されている。そして３波長レーザダイオード（ＬＤ）１から入射されたレーザ光が所定の偏光方向に直交する場合は反射し、そのレーザ光が光ディスク１００で反射されて入射された場合は透過するように設定されている。
【００３２】
また、ビームスプリッタ１５０は、前述した実施例１における第２のビームスプリッタ５と同様に入射されるレーザ光の波長に応じて、透過及び反射を行うように膜１５１が設計されている。
【００３３】
次に本実施の形態の動作について説明する。まず、光ディスク１００がＢＤの場合は、３波長レーザダイオード１１０からＢＤ用の波長４０７ｎｍのレーザ光が出射される。このレーザ光はコリメータレンズ２により概略平行光になり、それが偏光ビームスプリッタ１３０を通過して倍率変換素子４に入射される。倍率変換素子４でビーム径が拡大されたレーザ光は、ビームスプリッタ１５０と１／４波長板４０を通過して３波長レーザ光対応対物レンズ６に入射され、この３波長レーザ光対応対物レンズ６により光ディスク１００に集光される。その時の光ディスク１００からの反射光は３波長レーザ光対応対物レンズ６に入射されて概略平行光になって１／４波長板４０、及びビームスプリッタ１５０を通過し、倍率変換素子４によりビーム径が縮小されてから偏光ビームスプリッタ１３０に入射される。このとき偏光ビームスプリッタ１３０に入射された光ビームの偏光方向は所定の方向に対して直交する方向に変更されているため、偏光ビームスプリッタ１３０の膜１３１で反射して光路が９０度変更され、図示されない信号検出系に入射される。
【００３４】
この場合は光路に倍率変換素子４があるため、コリメータレンズ２の焦点距離をｆ２とし、３波長レーザ光対応対物レンズ６の焦点距離をｆ１、光学倍率をβ、倍率変換素子４の倍率をＫとした場合、β＝Ｋ・ｆ２／ｆ１…（２）で表される。
【００３５】
この場合、倍率変換素子４の倍率Ｋが１より大きければ、上記のように入射されるレーザ光のビーム径を大きくして３波長レーザ光対応対物レンズ６との合成焦点距離を変更して合成焦点距離を短くする。従って、（２）式より倍率変換素子４の作用で光学倍率βは大きくなり、例えば１２倍にすることができる。
【００３６】
光ディスク１００がＤＶＤの場合は、３波長レーザダイオード１からＤＶＤ用の波長６５０ｎｍのレーザ光が出射される。このレーザ光はＢＤ用のレーザ光とは直交した偏光方向を有したレーザ光でありコリメータレンズ２により概略平行光になり、それが偏光ビームスプリッタ１３０の偏光膜１３１により反射されて光路が９０度変更され、ミラー７に入射され、このミラー７により光路が９０度変更されてミラー８に入射され、このミラー８によりさらに光路が９０度変更されてビームスプリッタ１５０に入射される。ビームスプリッタ１５０に入射されたレーザ光はビームスプリッタ１５０の膜１５１により光路が９０度変更され、１／４波長板４０を通過して３波長レーザ光対応対物レンズ６に入射され、この３波長対応対物レンズ６により光ディスク１００に集光される。その時の光ディスク１００からの反射光は３波長レーザ光対応対物レンズ６に入射されて概略平行光になって１／４波長板４０を通過してビームスプリッタ１５０に入射され、膜１５１により光路が９０度変更されてミラー８に入射され、ここで光路が９０度変更されてミラー７に入射され、さらにミラー７により光路が９０度変更されて偏光ビームスプリッタ１３０に入射される。このとき偏光ビームスプリッタ１３０に入射された光ビームの偏光方向は所定の方向に変更されているため、この偏光ビームスプリッタ１３０を通過して図示されない信号検出系に入射される。
【００３７】
即ち、３波長レーザダイオード１からＤＶＤ用の波長６５０ｎｍのレーザ光が出射された場合は、レーザ光（光ディスク１００からの反射光も含む）を偏光ビームスプリッタ１３０、ミラー７、８、ビームスプリッタ１５０により形成される迂回光路に通すため倍率変換素子４を通らないことにより、その光学倍率βは、β＝ｆ２／ｆ１…（３）となり、Ｋ＞１であれば、前述した倍率変換素子４を通る場合の（２）式で示した光学倍率βに比べて小さくなり、例えば５倍とすることができる。
【００３８】
ここで、倍率変換素子４としては、図５で示したような１群２枚のエキスパンダーレン図の他に、図２に示すような２群２枚のエキスパンダーレンズ、図３に示すような２群３枚のエキスパンダーレンズなどを用いることができる。
【００３９】
また、図示していないが３波長レーザダイオード１からＣＤ用の波長７８０ｎｍのレーザ光が出射されている場合も、レーザ光（光ディスク１００からの反射光も含む）を偏光ビームスプリッタ１３０、ミラー７、８、ビームスプリッタ１５０により形成される迂回光路を通るように偏光ビームスプリッタ１３０、ビームスプリッタ１５０の膜１３１、１５１を設計しておけば、光学倍率βは（３）式の通りで、例えば５倍であるが、ＣＤを記録再生する場合の最適光学倍率は４倍程度であり、余り変わらないので、記録再生特性が悪化することはほとんどない。
【００４０】
本実施の形態によれば、ＢＤとＤＶＤとＣＤの３波長のレーザ光で共用する３波長コリメータレンズ２と、３波長対応対物レンズ６を有する光路において、レーザ光の偏光の方向に応じて、レーザ光を倍率変換素子４を通過する光路に通すか或いは、倍率変換素子４を迂回する迂回光路に通すかのいずれかにすることにより、光学倍率を記録再生するディスクの種類に最適な値に自在に変更することができ、ディスクの種類に拘らず高品質の記録再生を行うことができる。
【００４１】
また、倍率変換素子４として１群２枚エキスパンダーレンズと２群３枚エキスパンダーレンズを用いれば、この倍率変換素子４を通過する光路については光学系の色収差を補正する効果を得ることもできる。
【実施例４】
【００４２】
図６は、本発明の第４の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。但し、第３の実施の形態と同様の部分には同一符号を付して説明する。光ピックアップの光学系は、３波長レーザダイオード（ＬＤ）１１０、３波長コリメータレンズ２、偏光ビームスプリッタ１３０、倍率変換素子９、ビームスプリッタ１５０、３波長対応対物レンズ６、ミラー７、８、及び１／４波長板４０を有して構成され、ミラー７、８は倍率変換素子９を通過しないで済ますための迂回光路を形成している。
【００４３】
次に本実施の形態の動作について説明する。この場合の倍率変換素子９はＫ＜１のものを用い、ＢＤ用の波長４０７ｎｍのレーザ光が出射されている場合は偏光ビームスプリッタ１３０、ミラー７、８、ビームスプリッタ１５０により形成される迂回光路を通し、一方、ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍのレーザ光が出射されている場合は偏光ビームスプリッタ１３０、倍率変換素子９、ビームスプリッタ１５０からなる光路を通すように、偏光ビームスプリッタ１３０、ビームスプリッタ１５０の膜１３１、１５１を設計するか、または３波長レーザダイオード（ＬＤ）１１０から出射されるレーザ光の偏光方向を変更すればよい。
【００４４】
本実施の形態においても、倍率変換素子９を迂回する場合の光路の光学倍率βは（３）式で表され、倍率変換素子９を通る場合の光路の光学倍率βは（２）式で表される。そこで、４０７ｎｍのレーザ光が倍率変換素子９を迂回する場合の光学倍率βを例えば１２になるように設定すると、６５０ｎｍのレーザ光が倍率変換素子９を通る際に倍率変換素子９の倍率Ｋが１より小さいため、（２）式より光学倍率βは小さくなり，例えば５にすることができる。この場合も、ＣＤ用の波長７８０ｎｍのレーザ光が出射されている場合は第１の実施の形態と同様の理由で倍率変換素子９を通る光路を用いるものとする。
【００４５】
本実施の形態によれば、ＢＤを記録再生する時は倍率変換素子９を迂回する迂回光路を用い、ＤＶＤを記録再生する時は倍率変換素子９を通る光路を用いるように偏光ビームスプリッタ１３０、ビームスプリッタ１５０の膜１３１，１５１を設定することにより、第３の実施の形態と同様の効果を有する。
【００４６】
なお、第３、第４実施例においては偏光方向の異なるレーザ光を出射する３波長レーザダイオード（ＬＤ）１１０を用いて説明したが、３波長レーザダイオード（ＬＤ）とコリメータレンズの間に、所定の波長のレーザ光の偏光方向を変えるように設定された波長選択性を有する偏光素子を配置することによって偏光方向が同一のレーザ光を出射する３波長レーザダイオード（ＬＤ）を用いることも可能である。
【実施例５】
【００４７】
図８は、本発明の第５の実施の形態に係る光ディスク装置の要部の構成を示したブロック図である。光ディスク装置は、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷやＣＤ±Ｒ／ＲＷ、又はＢＤのようなディスク型のディスク２０２に対して光ピックアップ２０４によりアクセスし、データを記録再生するものであり、ディスク２０２を回転駆動する駆動手段としてのスピンドルモータ２０３と、ディスク２０２に対してデータの読み書きを行う光ピックアップ２０４と、この光ピックアップ２０４をディスク２０２の半径方向に移動する駆動手段としての送りモータ２０５と、装置全体の制御などを行うシステムコントローラ２０７と、プリアンプ２２０から出力信号に基づく復調及び誤り訂正処理等の所定の処理を行う信号処理部２０８と、スピンドルモータ２０３及び送りモータ２０５を制御するサーボ制御部２０９と、光ピックアップ２０４から出力される各種の信号に基づいてフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ＲＦ信号などを生成するプリアンプ２２０と、信号処理部２０８と外部コンピュータ２３０を接続するインターフェース２１１と、光ピックアップ２０４内のレーザ光源を駆動するレーザ制御部２２１と、ディスク２０２に記録された信号を再生信号として受け取ると共に、データを信号処理部２０８により変調してレーザ制御部２２１に出力して光ピックアップ２０４内のレーザ光源を駆動する外部コンピュータ２３０と、信号処理部２０８からの信号をＤ／Ａ変換し或いは、オーディオ・ビジュアル処理部２１３からの信号をＡ／Ｄ変換するＤ／Ａ、Ａ／Ｄコンバータ２１２と、記録又は再生オーディオ・ビデオ信号を処理するオーディオ・ビジュアル処理部２１３を有して構成される。ここで、光ピックアップ２０４は上記した第１又は第２の実施の形態の光学系を収納している。
【００４８】
この光ピックアップ２０４には、例えばディスク２０２上の所定の記録トラックまで移動させるための送りモータ２０５が接続されている。スピンドルモータ２０３の制御、送りモータ２０５の制御、光ピックアップ２０４の対物レンズを保持する二軸アクチュエータのフォーカシング方向及びトラッキング方向の制御は、それぞれサーボ制御部２０９がプリアンプ２２０から入力されるフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号に基づいて行われる。また、レーザ制御部２２１は、光ピックアップ２０４内のレーザダイオード１１、２８を制御するものであり、レーザダイオード１１、２８の出力パワーを記録モード時と再生モード時で可変制御する。
【００４９】
本実施の形態によれば、図１、図４、図５又は図６に示した第１、第２、第３又は第４の実施の形態に示した光学系を収納する光ピックアップ２０４を搭載しているため、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤの３種類のディスクを記録再生する際の光学倍率を最適にすることができ、いずれのディスクも高品質の記録再生を行うことができる。
【００５０】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。例えば、上記実施の形態では、ＢＤ，ＤＶＤ，ＣＤの記録再生で用いられるレーザ光の波長を４０７、６５０、７８０ｎｍとしたが、実用上４００〜４１５、６３０〜６７０、７６０〜８００ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を各ディスクに対して使用することができ、また、その際の対物レンズの開口数ＮＡは０．８０〜０．９０、０．５８〜０．６８、０．４３〜０．５３となる。また、ＨＤ−ＤＶＤの記録再生を行う場合、レーザ光の波長は４００〜４１５ｎｍで、対物レンズの開口数ＮＡは０．６５〜０．７５となる。さらに、倍率変換素子はｎ群ｍ枚のレンズ構成であってもよい。但し、ｎ，ｍは両方とも任意の正の整数をとるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。
【図２】図１に示した倍率変換素子の詳細構成例を示した図である。
【図３】図１に示した倍率変換素子の他の詳細構成例を示した図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。
【図７】本発明の第３及び第４の実施の形態に係る光ピックアップに使用されるぇーザダイオードの構成の一例を示した図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る光ディスク装置の要部の構成を示したブロック図である。
【図９】レーザ光を集光させる際の光学倍率を決定する従来の光学系を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００５２】
１……３波長レーザダイオード、２……３波長コリメータレンズ、３、５……ビームスプリッタ、４、９……倍率変換素子、６……３波長対応対物レンズ、７、８……ミラー、２０４……光ピックアップ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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